CANXL：汽车电子新标准，CAN FD后的10Mbit/s升级

本文主要探讨了CAN总线技术的发展历程，从CAN到CANFD再到CANXL，这些在物联网和新能源汽车领域中的通信协议扮演着关键角色。CAN总线最初应用于汽车行业，随着时间的推移，为了提高数据传输速度和功能扩展，相继出现了CANFD（Flexible Data Rate）和CANXL（eXtended Length）。 CANFD在2011年进行修订，旨在提升数据传输速率至5Mbps，同时支持更大数据帧，但仍然保持CAN的基本通信机制。CANFD支持扩展帧，允许29bit的ID，但CANXL则在此基础上做了进一步优化。CANXL的目标是在2020年前实现OSI第二层技术的稳定标准，它的设计目标是填补CANFD与100BASE-T1以太网之间性能的空白。 CANXL的重要特性包括： 1. 净数据速率提升至10Mbit/s，远超CANFD的5Mbps。 2. 单帧最大支持2048字节数据，支持更高级别的协议，如IP，甚至能够承载整个以太网帧。 3. 保持与CANFD的互操作性，支持在混合FD/XL网络中的应用。 4. CANID长度为11bit，不支持CANFD的29bit扩展帧。 帧格式方面，CANXL与CANFD和CAN的主要区别在于帧头和帧尾的额外开销位，特别是CRC校验和位，增强了数据可靠性的保障。CANXL帧头ID为11bit，IDE始终显性，不支持RTR远程请求，FDF和XLF用于区分帧类型。BRS、ESI等位用于控制波特率和错误状态处理。Payload8-bit用于预定义多路复用，header-CRC用于确保数据长度和内容的准确性。 帧尾部分也有所变化，ResXL位和波特率切换序列（AL1、DH1、DL1）的引入，进一步细化了帧结构。总体来说，CANXL的出现是为了适应更高速度、更大容量以及更高层协议的需求，对于硬件工程师在设计新能源汽车和物联网系统时，理解和掌握CANXL协议至关重要。随着未来可能的CANXXL、CANXXXL等扩展，持续学习和跟进新的技术趋势将有助于工程师们保持竞争力。